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王玉忠：《废弃聚合物材料可持续发展的路径和策略》
2026-04-07 12:58:59
作者：王玉忠（中国工程院院士，四川大学化学学院工程实验室主任， 教授）
生物质基材料必须实现功能上的可替代性或优越性，才能促进其广泛应用。此外，以二氧化碳作为原料制备聚合物材料不仅有助于实现碳达峰和碳中和目标，还有助于减少化石资源的消耗。不过，二氧化碳的热力学稳定性和动力学惰性给其高效转化带来了技术难题，需要开发新型、更低碳和节能的转化方法。关于废聚合物材料的回收利用，理想的回收方法应满足的三个基本标准：
1、回收产品与废弃物的匹配性，废弃物的回收产物/产品性能/价值不低于废弃物原组成材料(高分子/其他辅材)，即实现闭环循环的“循环回收”（同级再利用）或“升级回收”（高值化利用），并且其市场容量总是能与被回收废弃物的量相匹配。
2、在整个回收过程中, 能实现回收产品的高产率/转化率、易分离、全利用, 并且回收过程绿色低碳。
3、具有经济效益, 即使没有政策激励(如补贴、税收优惠或溢价等), 回收产品也能具有市场竞争力，确保内在盈利能力。
对于未来可回收聚合物的设计，本文总结了两种主要策略。第一种策略是设计并合成新型聚合物，使其兼具出色的使用性能和完全解聚的能力。第二种策略则是通过在主链中引入少量共聚单体单元来对现有聚合物进行改性，旨在保持或增强原有性能或添加新的功能，同时赋予聚合物完全解聚为单体的能力，从而实现闭环化学回收，理想的一次性应用聚合物应满足的五个条件：
1、在温和条件下实现高产率单体回收，并且这些单体无需分离或提纯即可重新聚合，从而建立一个闭环化学循环；
2、在土壤、淡水和海水等自然环境中完全生物降解，并最终转化为二氧化碳、水或对人类健康和环境无害的物质；
3、成本和综合性能与相同应用中的传统聚合物材料相当；
4、降解速率可调，以使使用寿命与处置时间相匹配；
5、只要有可能，其单体应源自可持续来源的可再生生物质基原料，从而实现更低的碳排放和环境优势。
可持续发展路径需要构建一个涵盖整个材料生命周期的绿色循环系统，从资源替代、废弃聚合物材料的回收以及新型可回收聚合物材料的设计等三个层面展开。
作者介绍：
王玉忠：有机高分子材料专家，中国工程院院士，欧洲科学院外籍院士，四川大学化学学院工程实验室主任， 教授，四川大学教学指导委员会主任委员，环保型高分子材料国家地方联合工程实验室、新型防火阻燃材料开发与应用国家地方联合工程研究中心和教育部环境友好高分子材料工程研究中心主任，四川省科学技术协会副主席，国家杰出青年科学基金获得者，入选" 新世纪百千万人才工程"国家级人选，入选教育部跨世纪优秀人才计划。1982年从山东纺织工学院毕业后留校任教；1994年从成都科学技术大学博士毕业后留校任教至今。王玉忠院士长期从事高分子材料功能化与高性能化的研究和工程技术开发，在解决高分子材料的阻燃、可生物降解和可循环利用等方面取得了系统的基础和应用研究成果。主持过国家863、国家重点科技攻关/支撑计划项目、国际科技合作重点项目、国家重点技术创新项目，国家杰出青年科学基金、国家自然科学基金重点项目、重大国际合作项目等国家级和部省级计划项目40余项，并承担完成了大量的中国国内外企业委托的重要项目。已获授权发明专利200余件，专利实施有效解决行业瓶颈技术并创造显著经济效益；发表的论文600余篇，论文入选全球前2%顶尖科学家榜单“终身科学影响力排行榜”，所发表的论文近5年SCI引用超过2.6万次，中国高被引作者；出版专著、教材、手册6部。获国家自然科学二等奖、国家技术发明二等奖和国家科技进步二等奖各1项，6项教育部和四川省一等奖。
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